UFSCar desenvolve novos hidrogéis derivados de polímeros naturais
Sorocaba
Pesquisas mostram resultados promissores de aplicação de hidrogéis sustentáveis em diversos setores
Hidrogéis são materiais ecléticos e cada vez mais encontram aplicações importantes nas áreas biomédica, agrícola, para tratamento de águas residuais e em dispositivos eletrônicos. A sua capacidade de absorção de água e outros fluidos faz com que os hidrogéis sejam usados na produção de biomateriais, retenções de água em solos, liberação controlada de fármacos e micronutrientes, captores de metais pesados em águas poluídas, entre outras aplicações. Devido à sua importância e vasta aplicação, o Grupo de Pesquisa em Materiais Lignocelulósicos (GPML) do Campus Sorocaba da UFSCar, tem encontrado, ao longo dos anos, novas rotas sintéticas para preparo de hidrogéis de acetato de celulose, amido e acetato de amido.
O manuscrito desse conjunto de pesquisas, intitulado "Hidrogéis derivados de polímeros naturais: desenvolvimento e aplicações", foi um dos selecionados em edital promovido pela EdUFSCar e será publicado em formato de livro. A edição do material ficou por conta do professor Vagner Roberto Botaro, do Departamento de Física, Química e Matemática (DFQM-So) e coordenador do GPML, e sua orientanda, Jéssica de Souza Rodrigues, do curso de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais (PPGCM-So).
Os capítulos da obra descrevem as possibilidades de construção de estruturas tridimensionais típicas de hidrogéis além de apresentar importantes aplicações atuais. Nesse conjunto de pesquisas, um dos destaques são os hidrogéis derivados de polímeros naturais, preparados a partir de fontes renováveis e com grande apelo frente a questões de sustentabilidade e biodegradabilidade.
Um dos destaques é o hidrogel derivado de celulose, que tem permitido novos usos do material frente ao impacto sofrido na queda de sua utilização por parte da indústria do papel. "É fato que a informação digitalizada é primordial nos dias atuais e, sendo assim, o consumo de papéis para impressão tem sido extremamente restringido nos últimos anos. Essas indústrias são atualmente polos de produção de novos e importantes materiais oriundos da desconstrução dos tecidos vegetais", afirmam Botaro e Rodrigues. "Os hidrogéis derivados de celulose são muito atrativos. Se forem considerados aspectos como a hidrofilia das cadeias da celulose, a baixa toxidade, os apelos relacionados a uma produção limpa e sustentável, a biocompatibilidade, a biodegradabilidade e evidentemente a redução de custos em relação aos sintéticos, pode-se dizer que hidrogéis derivados de celulose certamente são materiais muito promissores". Por essas vantagens, muitos esforços têm sido dedicados às sínteses de hidrogéis com base em polímeros de origem vegetal em vez dos sintéticos.
Além da celulose, o grupo da UFSCar enfatiza estudos com amido, além de uma outra classe à base de polímeros retirados de fontes animais (como a quitina e a quitosana) ou até mesmo de origem microbiológica, como a celulose bacteriana, por exemplo. Um dos setores que tem empregado esses avanços é a área biomédica. "A literatura é rica em relatar que muitos hidrogéis de polímeros de fontes renováveis comprovadamente encontram aplicações em áreas biomédicas, fato não observado para os hidrogéis produzidos a partir de polímeros sintéticos de uma maneira geral", detalham.
"A utilização de materiais sintéticos na área biomédica fica restrita muitas vezes à falta de biocompatibilidade. Ainda que esses materiais apresentem excelentes resistências mecânicas, não são capazes de desempenhar suas funções como biomateriais, além de muitas vezes não serem economicamente viáveis para produção. No entanto, os materiais provenientes de recursos naturais além da disponibilidade de matéria prima, também apresentam, via de regra, características biocompatíveis para a produção de materiais como hidrogéis de acetato de celulose, estruturas híbridas com associação de nanofibras e nanocristais de celulose, quitosana, colágeno entre outros", explicam os pesquisadores da UFSCar. São exemplos de aplicações com ótimos resultados os hidrogéis injetáveis para tratamento de menisco e injúrias ósseas, curativos para queimadura, plataformas para crescimento celulares, dispositivos de liberação controlada e desenvolvimento de arcabouços 3D com Bioink (impressão de células tridimensionais, compostas em sua maioria de hidrogéis e células no formato e padrões desejados capazes de apoiar o crescimento e/ou diferenciação celular).
Sobre o livro
O livro "Hidrogéis derivados de polímeros naturais: desenvolvimento e aplicações" será dividido em capítulos organizados de acordo com o polímero natural que deu origem ao hidrogel e a aplicabilidade dos materiais. Os capítulos contam com a participação de diversos pesquisadores que trabalham diretamente com a síntese e caracterização desses materiais.
A obra destina-se principalmente a estudantes de polímeros e especialistas em Ciência de Materiais em geral. Em função da grande aplicabilidade dos hidrogéis, o assunto é ainda interessante para profissionais e estudantes de engenharia industrial, engenheiros agrônomos, farmacêuticos e biomédicos. Além disso, indústrias diretamente ligadas aos setores de materiais poliméricos, farmacêuticos, biorrefinarias integradas e inovação terão oportunidade de conhecer uma nova e importante classe de materiais derivados de polímeros naturais.
É possível acompanhar os projetos em andamento do Grupo de Pesquisa em Materiais Lignocelulósicos (GPML) por meio do acesso ao currículo do professor Vagner Roberto Botaro.
O manuscrito desse conjunto de pesquisas, intitulado "Hidrogéis derivados de polímeros naturais: desenvolvimento e aplicações", foi um dos selecionados em edital promovido pela EdUFSCar e será publicado em formato de livro. A edição do material ficou por conta do professor Vagner Roberto Botaro, do Departamento de Física, Química e Matemática (DFQM-So) e coordenador do GPML, e sua orientanda, Jéssica de Souza Rodrigues, do curso de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais (PPGCM-So).
Os capítulos da obra descrevem as possibilidades de construção de estruturas tridimensionais típicas de hidrogéis além de apresentar importantes aplicações atuais. Nesse conjunto de pesquisas, um dos destaques são os hidrogéis derivados de polímeros naturais, preparados a partir de fontes renováveis e com grande apelo frente a questões de sustentabilidade e biodegradabilidade.
Um dos destaques é o hidrogel derivado de celulose, que tem permitido novos usos do material frente ao impacto sofrido na queda de sua utilização por parte da indústria do papel. "É fato que a informação digitalizada é primordial nos dias atuais e, sendo assim, o consumo de papéis para impressão tem sido extremamente restringido nos últimos anos. Essas indústrias são atualmente polos de produção de novos e importantes materiais oriundos da desconstrução dos tecidos vegetais", afirmam Botaro e Rodrigues. "Os hidrogéis derivados de celulose são muito atrativos. Se forem considerados aspectos como a hidrofilia das cadeias da celulose, a baixa toxidade, os apelos relacionados a uma produção limpa e sustentável, a biocompatibilidade, a biodegradabilidade e evidentemente a redução de custos em relação aos sintéticos, pode-se dizer que hidrogéis derivados de celulose certamente são materiais muito promissores". Por essas vantagens, muitos esforços têm sido dedicados às sínteses de hidrogéis com base em polímeros de origem vegetal em vez dos sintéticos.
Além da celulose, o grupo da UFSCar enfatiza estudos com amido, além de uma outra classe à base de polímeros retirados de fontes animais (como a quitina e a quitosana) ou até mesmo de origem microbiológica, como a celulose bacteriana, por exemplo. Um dos setores que tem empregado esses avanços é a área biomédica. "A literatura é rica em relatar que muitos hidrogéis de polímeros de fontes renováveis comprovadamente encontram aplicações em áreas biomédicas, fato não observado para os hidrogéis produzidos a partir de polímeros sintéticos de uma maneira geral", detalham.
"A utilização de materiais sintéticos na área biomédica fica restrita muitas vezes à falta de biocompatibilidade. Ainda que esses materiais apresentem excelentes resistências mecânicas, não são capazes de desempenhar suas funções como biomateriais, além de muitas vezes não serem economicamente viáveis para produção. No entanto, os materiais provenientes de recursos naturais além da disponibilidade de matéria prima, também apresentam, via de regra, características biocompatíveis para a produção de materiais como hidrogéis de acetato de celulose, estruturas híbridas com associação de nanofibras e nanocristais de celulose, quitosana, colágeno entre outros", explicam os pesquisadores da UFSCar. São exemplos de aplicações com ótimos resultados os hidrogéis injetáveis para tratamento de menisco e injúrias ósseas, curativos para queimadura, plataformas para crescimento celulares, dispositivos de liberação controlada e desenvolvimento de arcabouços 3D com Bioink (impressão de células tridimensionais, compostas em sua maioria de hidrogéis e células no formato e padrões desejados capazes de apoiar o crescimento e/ou diferenciação celular).
Sobre o livro
O livro "Hidrogéis derivados de polímeros naturais: desenvolvimento e aplicações" será dividido em capítulos organizados de acordo com o polímero natural que deu origem ao hidrogel e a aplicabilidade dos materiais. Os capítulos contam com a participação de diversos pesquisadores que trabalham diretamente com a síntese e caracterização desses materiais.
A obra destina-se principalmente a estudantes de polímeros e especialistas em Ciência de Materiais em geral. Em função da grande aplicabilidade dos hidrogéis, o assunto é ainda interessante para profissionais e estudantes de engenharia industrial, engenheiros agrônomos, farmacêuticos e biomédicos. Além disso, indústrias diretamente ligadas aos setores de materiais poliméricos, farmacêuticos, biorrefinarias integradas e inovação terão oportunidade de conhecer uma nova e importante classe de materiais derivados de polímeros naturais.
É possível acompanhar os projetos em andamento do Grupo de Pesquisa em Materiais Lignocelulósicos (GPML) por meio do acesso ao currículo do professor Vagner Roberto Botaro.
16/10/2020
13:00:00
26/10/2020
23:59:00
Denise Britto
Não
Não
Estudante, Docente/TA, Pesquisador
Um dos estudos mostra aplicação de hidrogel no menisco (Imagem: Acervo pesquisadores)
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